(57)【要約】【課題】シンプルな構造で効率的に蒸気を原料に混合し加熱することができ、メンテナンスが容易な加熱殺菌装置及び加熱殺菌方法を提供する。【解決手段】殺菌対象となる原料を流動させる管体２に蒸気を吹き込み、この蒸気と前記原料とを混合させてこれらを更に管体２の下流に向けて流動させつつ殺菌する蒸気吹き込み式加熱殺菌装置であって、管体２における蒸気と原料とを混合させる加熱混合部３２には、流路を一方向（Ｘ方向）に形成する第１の管体２ｍと流路を他方向（Ｙ方向）に形成する第２の管体２ｎとが連結して原料の流動方向を第１の管体２ｍから第２の管体２ｎへ向かって変更させる流路変更部３４が設けられ、流路変更部３４における一方向（Ｘ方向）に形成された流路の終端には、一方向（Ｘ方向）に流動してきた原料及び蒸気を衝突させてこれらを混合させる衝突壁４１が形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌対象となる原料を流動させる管体に蒸気を吹き込み、この蒸気と前記原料とを混合させてこれらを更に前記管体の下流に向けて流動させつつ殺菌する蒸気吹き込み式加熱殺菌装置であって、
前記管体における前記蒸気と前記原料とを混合させる加熱混合部には、流路を一方向に形成する第１の管体と流路を他方向に形成する第２の管体とが連結して前記原料の流動方向を前記第１の管体から前記第２の管体へ向かって変更させる流路変更部が設けられ、
前記流路変更部における前記一方向に形成された流路の終端には、前記一方向に流動してきた前記原料及び前記蒸気を衝突させてこれらを混合させる衝突壁が形成されていることを特徴とする加熱殺菌装置。  
【請求項２】
前記流路変更部における前記流路の折曲角度は、６０度から１０５度であることを特徴とする請求項１に記載の加熱殺菌装置。
【請求項３】
前記第２の管体は、前記第１の管体の延在方向の中間部から分岐して形成され、
前記第１の管体の前記中間部から前記終端までの管体内部が、前記原料及び前記蒸気を滞留させる滞留部を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱殺菌装置。
【請求項４】
殺菌対象となる原料を流動させる管体内に加熱された蒸気を吹き込み、前記管体内の前記原料に蒸気を混合させて加熱する加熱混合工程と、加熱された前記原料を前記管体内で流動させ殺菌する殺菌工程とを備えた前記原料の加熱殺菌方法であって、
前記加熱混合工程において、前記原料を前記管体の内壁面に衝突させた後この原料の流動方向を一方向から他方向に変更させる流路変更工程を有することを特徴とする加熱殺菌方法。
【請求項５】
前記流路変更工程において、前記一方向に対して６０度から１０５度の範囲で流路が前記他方向に変更されていることを特徴とする請求項４に記載の加熱殺菌方法。
【請求項６】
前記流路変更工程において、前記原料を前記一方向に対して逆流させてから前記他方向に流動させていることを特徴とする請求項４又は５に記載の加熱殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状食品等の殺菌対象となる原料に蒸気を吹き込んで管体内を流動させ連続的に加熱殺菌するための加熱殺菌装置及び加熱殺菌方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液状食品等の原料に蒸気を混合して加熱殺菌するための技術として、例えばミルクを原料とする製品を間接的に予備加熱し、次いで製品中に蒸気を直接吹き込むことによって滅菌温度を１４０℃から１５３℃に加熱し、その滅菌済製品を前記滅菌温度からフラッシュ冷却によって７０℃から８５℃に冷却する連続滅菌法が提案されている。この方法は、蒸気吹き込み式（スチームインジェクション）殺菌方法と言われるものである。
【０００３】
ところで、上記の蒸気吹き込み式殺菌方法においては、蒸気の吹き込みと原料の噴射とによって蒸気と原料とを激しく混合させ、この噴射によって原料の温度を上昇させる。しかし、原料の一部については前記噴射のみによっては所定の加熱温度に速やかに達しないため、原料の全体について加熱温度に達してから殺菌時間を計測しないと原料全体が確実に殺菌されない。そこで、従来より加熱殺菌装置においては、蒸気を吹き込む蒸気吹込み口よりも下流側の管体において、原料と蒸気とが十分に混合し加熱されるための加熱混合部を所定の長さに亘って設け、原料全体が略均一に加熱されたとみなされる加熱混合部の終了位置を殺菌開始時点と設定し、この時点から原料の殺菌時間を計測している。
例えば、原料の処理能力が１００００Ｌ／Ｈのインジェクション殺菌機においては、原料と蒸気との混合が開始された後、蒸気が完全に凝縮して原料が昇温し終わるまでに、加熱混合部として８００〜８５０ｍｍもの長さが必要である。そして原料が加熱混合部を流れている状態では、多くの原料は既に温度が上がっているものの一部は温度が未達になっている。このように原料に温度分布があるため、この加熱混合部を通過し終わるまでは原料の殺菌が始まった状態とは言えない。
しかし、前記噴射の直後に加熱温度に達している原料については、既に殺菌が開始されているため、加熱混合部の終了位置を殺菌開始時点としたのでは加熱混合部の設定長さ分余計に加熱されることになり、加熱混合部の通過時間分原料中の成分が熱によるダメージを余計に受けてしまうという問題があった。
そこで、原料と蒸気との加熱混合部を可及的に短くし、原料の栄養成分が熱によるダメージを受け難くするべく、下記特許文献１に記載されたスピンジェクション（登録商標）と呼ばれる加熱殺菌装置が開発されている。
スピンジェクション加熱殺菌装置は、蒸気吹込み口の下流に位置する管体内にポンプを設置し、このポンプにより原料と蒸気とを混合する構成となっている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６８４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スピンジェクションによる加熱殺菌装置によれば、管体内に駆動機構（ポンプ）を設置するため、この駆動機構の動作チェック、調整及び洗浄等のメンテナンスが必要となり、加熱殺菌装置のメンテナンス作業工程が増加するという問題があった。
また、ポンプの設置により管体の構造が複雑となるため、管体内の洗浄が行い難いという問題があった。
また更に、管体内に吹き込まれた高温の蒸気をポンプにより混合するため、ポンプに耐久性が求められ、装置の製造コストが嵩むという問題があった。
そこで本発明は、シンプルな構造で効率的に蒸気を原料に混合し加熱することができ、メンテナンスが容易な加熱殺菌装置及び加熱殺菌方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の請求項１に係る発明は、殺菌対象となる原料を流動させる管体に蒸気を吹き込み、この蒸気と前記原料とを混合させてこれらを更に前記管体の下流に向けて流動させつつ殺菌する蒸気吹き込み式加熱殺菌装置であって、前記管体における前記蒸気と前記原料とを混合させる加熱混合部には、流路を一方向に形成する第１の管体と流路を他方向に形成する第２の管体とが連結して前記原料の流動方向を前記第１の管体から前記第２の管体へ向かって変更させる流路変更部が設けられ、前記流路変更部における前記一方向に形成された流路の終端には、前記一方向に流動してきた前記原料及び前記蒸気を衝突させてこれらを混合させる衝突壁が形成されていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、前記流路変更部における前記流路の折曲角度が、６０度から１０５度であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、前記第２の管体は、前記第１の管体の延在方向の中間部から分岐して形成され、前記第１の管体の前記中間部から前記終端までの管体内部が、前記原料及び前記蒸気を滞留させる滞留部を形成していることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、殺菌対象となる原料を流動させる管体内に加熱された蒸気を吹き込み、前記管体内の前記原料に蒸気を混合させて加熱する加熱混合工程と、加熱された前記原料を前記管体内で流動させ殺菌する殺菌工程とを備えた原料の加熱殺菌方法であって、前記加熱混合工程において、前記原料を前記管体の内壁面に衝突させた後この原料の流動方向を一方向から他方向に変更させる流路変更工程を有することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、前記流路変更工程において、前記一方向に対して６０度から１０５度の範囲で流路が前記他方向に変更されていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、前記流路変更工程において、前記原料を前記一方向に対して逆流させてから前記他方向に流動させていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流路変更部において原料と蒸気とを強制的に混合し、迅速に原料を加温することができるため、加熱混合部及び加熱混合工程を可及的に短く設定することができるという効果を奏する。また、その結果、原料に含まれる成分への熱ダメージを低減することができるという効果を奏する。
また、管体に流路変更部を形成するだけのシンプルな構成であって、管体内に駆動機構等の別部材を設けるものではないため、流路変更部を含む管体のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、駆動装置を設ける場合のように設備コストが嵩むのを回避することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】は、本発明の一実施態様として示した加熱殺菌装置の概略構成図である。
【図２】は、本発明の一実施態様として示した加熱殺菌装置の一部拡大図である。
【図３】は、本発明の一実施態様として示した加熱殺菌装置の一部拡大図である。
【図４】は、本発明の一実施態様として示した加熱殺菌装置の一部拡大図である。
【図５】は、本発明の一実施態様として示した加熱殺菌装置の変形例の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態として示した加熱殺菌装置１の概略構成図である。
図１に示すように、加熱殺菌装置１は、液状食品等の殺菌対象となる原料を流動させる配管（管体）２と、配管２内に蒸気と原料とを吹き込みこれらを混合させて加熱するインジェクションヒータ３と、配管２において殺菌が開始される際の原料の温度を測定する殺菌温度制御用温度計４と、殺菌温度制御用温度計４による検温結果を受けてインジェクションヒータ３を制御する不図示の制御部と、原料の殺菌後、減圧前に該原料の殺菌終了時の温度を測るダイバート用測温抵抗体５と、原料の加圧状態を解放する背圧バルブ６とを備えている。
【００１０】
この加熱殺菌装置１によって殺菌される原料としては、例えば、牛乳、乳飲料、ジュース等の清涼飲料、デザート類のゲル化前の液状又は半液状物、液体調味料、スープ、豆乳などの液状調理食品などの各種のものが挙げられる。この加熱殺菌装置１に供給する原料は、タンク７内からポンプ８等によって導出され、インジェクションヒータ３によって配管２内に連続して供給されるようになっている。
【００１１】
図２に示すように、インジェクションヒータ３は、図１に示すタンク７からポンプ８によって供給された原料を高温の蒸気と共に配管２内に高圧で噴射する部材であり、両端が開口した管体９の周壁部に、蒸気を吹き込む蒸気用配管（蒸気吹込み口）１０を分岐させたヒータ本体１１と、管体９内に固定されて原料を噴射させるインジェクションノズル１２とを備えている。
ヒータ本体１１の管体９は、原料の供給口となる一端側開口部１３から原料の噴出口となる他端側開口部１４に向かって原料を一方向に流動させるよう直線状に形成されている。
【００１２】
管体９の延在方向中央部の周壁部には、蒸気用配管１０が分岐しており、蒸気用配管１０から管体９の内孔９ａに蒸気が吹き込まれるように内孔９ａと蒸気用配管１０の内孔１０ａとが連通している。なお、蒸気用配管１０には、吹き込む蒸気の供給量を制御する不図示の弁が備えられている。
管体９の内孔９ａには、インジェクションノズル１２を設置するノズル設置部１５と、インジェクションノズル１２から噴射された原料と蒸気とを混合させて噴出する噴出部１６とが設定されている。
【００１３】
ノズル設置部１５を形成する管体９の内壁面１５ａは、インジェクションヒータ３を側断面視した際に、蒸気用配管１０が設けられた位置まで略同一の径をもって円筒状に形成され、蒸気用配管１０よりも上流側において漸次縮径するテーパ状に形成されている。
噴出部１６を形成する管体９の内壁面１６ａは、ノズル設置部１５の先端１５ｐから漸次拡径するテーパ状に形成され、原料と蒸気とを勢い良く噴出させて混合するようになっている。また、噴出部１６を形成する管体９の外径はノズル設置部１５の外径よりもやや小径に形成されている。
円筒状に形成されたノズル設置部１５の基端側内周面１８には、管体９の軸線Ｌ１周りにリング状に膨出した内周面膨出部１７が形成されている。内周面膨出部１７は、一定幅の帯状に形成されている。
【００１４】
インジェクションノズル１２は、胴部１２Ａが略円筒状に形成され、先端部１２Ｂが外周面１２ｂと内周面１２ｃの縮径率が異なるテーパ形状に形成された筒状の部材であり、先端部１２Ｂを噴出口１６に向けて管体９内に固定されている。
インジェクションノズル１２の胴部１２Ａの外周面１２ａには、内周面膨出部１７に対向する位置と内周面膨出部１７よりも基端側の内周面１８に対向する位置とに、軸線Ｌ１周りにリング状に膨出した外周面膨出部２０，２１が形成されている。
【００１５】
外周面膨出部２０，２１は、一定幅の帯状に形成されている。また、外周面膨出部２１には、Ｏ（オー）リング溝２２が環状に形成され、この溝内２２にＯリング２３が嵌着されている。
そして、外周面膨出部２０が、ノズル設置部１５の内周面膨出部１７と当接するよう形成されていることにより、これら膨出部２０，１７よりも先端側において管体９とインジェクションノズル１２との間に空間Ｓが形成され、この空間Ｓに蒸気が充填されるようになっている。
【００１６】
インジェクションノズル１２の先端部１２Ｂは、ノズル設置部１５の先端部の内壁面１５ａとの間に一定の距離ｋをおいて平行に配置されている。
この構成の下に、ノズル設置部１５の先端部の内壁面１５ａとインジェクションノズルの先端部１２Ｂの外周面１２ｂとの間は、空間Ｓ及び噴出部１６と連通させる一定の幅寸法ｋを有する蒸気用流路３０となっている。
インジェクションノズル１２の内周面３１は、基端から先端部近傍に亘って一定の径で形成され、先端部の内周面１２ｃは外周面１２ｂのテーパ形状よりも緩やかに縮径して形成されている。これらの内周面３１，１２ｃにより形成される内孔２６は、蒸気用流路３０及び噴出部１６と連通している。
【００１７】
配管２は、ヒータ本体１１の噴出口１４に接続され、噴出口１４から噴出される原料と蒸気とを流動させる部材であり、ステンレス等の金属により形成されている。
図１に示すように、この配管２において噴出口１４に接続された始端Ｐ１から所定の距離を隔てた位置Ｐ２までの間は、インジェクションヒータ３の噴出部１６（図２参照）において混合された蒸気と原料とを更に混合及び攪拌させて原料全体を加熱する加熱混合部３２に設定されており、加熱混合部３２よりも下流側が原料を加熱した状態で保持し流動させ、殺菌する殺菌部３３に設定されている。
【００１８】
図３に示すように、加熱混合部３２には、配管２内の流路の形成方向を一方から他方に向けて略９０度屈曲させる第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５が間隔をおいて形成されている。
第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５は、インジェクションヒータ３の噴出口１４と配管２との間に二つのＬ字状の配管３６Ａ，３６Ｂを介装させて設けられている。
【００１９】
Ｌ字状の配管３６Ａ，３６Ｂにより形成される第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５は、流路を一方向に形成する第１の管体２ｍと、流路を第１の管体２ｍの流路から略９０度屈曲させて形成する第２の管体２ｎとが連結して形成され、原料の流動方向を前記第１の管体２ｍから前記第２の管体２ｎへ向かって変更させるようになっている。
Ｌ字状の配管３６Ａ，３６Ｂの第１の管体２ｍにより形成される一方向の流路の終端には、第２の管体２ｎの周壁４０が対向し、この周壁４０が前記一方向の流路を塞ぎ原料及び蒸気を衝突させてこれらを混合させる衝突壁４１となっている。
【００２０】
この構成の下に、Ｌ字状の配管３６Ａの第１の管体２ｍは、開口部ｔ１が噴出口１４と連通して軸線Ｌ１方向（矢印Ｘ１方向）の流路を形成し、第２の管体２ｎは、開口部ｔ２がＬ字状の配管３６Ｂの開口部ｔ１と連通して軸線Ｌ２方向（矢印Ｙ方向）の流路を形成し、更に、Ｌ字状の配管３６Ｂの第２の管体２ｎは、開口部ｔ２が配管２と連通して軸線Ｌ３方向（矢印Ｘ２方向）の流路を形成し加熱混合部３２の全体として流路をクランク状に形成している。
そして、例えば特願２００８−２３０２０２等の方法を用いて検出された、原料の加熱が終了し殺菌が開始される位置Ｐ２に殺菌温度制御用温度計４が設置されている。殺菌温度制御用温度計４は、検温結果を不図示の制御部に送信するようになっている。そして、制御部は、前記検温結果に応じてインジェクションヒータに噴射される蒸気の量を調整し、原料を所定の殺菌温度まで加熱できるようになっている。
【００２１】
図１に示す殺菌部３３の長さは、殺菌温度まで加熱された原料を一定の流量で流した際に、所定の殺菌時間保持し得るように設定されている。
【００２２】
上記の構成を有する加熱殺菌装置１の使用方法、機能及び作用について説明する。
図１に示すように、タンク７内の原料をポンプ８によって配管４５内に導出し、必要に応じて予備加熱をしておく。そして、予備加熱された原料を図２に示すインジェクションヒータ３のヒータ本体１１内に設置されたインジェクションノズル１２内に送出する。
図２に示すように、インジェクションノズル１２の内孔２６は、その先端部１２Ｂにおいて漸次縮径しているため、図１に示すポンプ８により原料が連続的に送出されることによって原料の圧力が先端部１２Ｂ内で高まり、インジェクションノズル１２の先端開口部から噴出部１６に向かって原料が連続して勢い良く噴射される。
【００２３】
一方、インジェクションヒータ３の蒸気用配管１０からは、高温かつ高圧の蒸気が連続して供給され、ノズル設置部１５に形成された空間Ｓ及び蒸気用流路３０に蒸気が圧縮された状態で充満し、ノズル設置部１５の先端から内孔が突然拡がっている噴出部１６に連続して勢い良く噴き出す。
【００２４】
このように、原料と蒸気とは、高圧状態で供給されたインジェクションノズル１２の内孔２６及び蒸気用流路３０から噴出部１６に勢い良く噴出されるため、この噴出部１６において激しく混合し、蒸気の熱により原料が昇温する。しかし、この時点では蒸気と原料とは十分に混合し切れておらず、原料には所定温度に達していない部分が残っている。したがって、原料の全体について加熱温度に達してから殺菌時間を計測しないと原料全体が確実に殺菌されたとすることはできない。
【００２５】
そこで、加熱殺菌装置１においては、蒸気及び原料に加熱混合部３２内を通過させ加熱混合部３２の通過中に、蒸気よって原料を更に加熱する（加熱混合工程）。この際、蒸気は、熱エネルギーを原料に与えながら漸次凝縮していく。
【００２６】
ここで、加熱混合部３２は、所定の長さで設定されていれば直線形状であっても蒸気を原料に漸次混合させることができるが、加熱殺菌装置１は、図３に示すように、加熱混合部３２に２つのＬ字状の配管３６Ａ，３６Ｂを設け、第１の流路変更部３４と第２の流路変更部３５とを形成している。したがって、加熱混合部３２においてＬ字上の配管３６Ａの第１の管体２ｍ内を軸線Ｌ１方向（矢印Ｘ１方向）に流動してきた原料及び蒸気は、管体２ｎの周壁４０（衝突壁４１）の内壁面に衝突し、その後、流動方向を軸線Ｌ１方向（矢印Ｘ１方向）から９０度屈強した軸線Ｌ２方向（矢印Ｙ方向）に変えて、第２の管体２ｎ内を流動する。
【００２７】
そして更に、Ｌ字状の配管３６Ａの第２の管体２ｎを経由してＬ字状の配管３６Ｂの第１の管体２ｍ内を軸線Ｌ２方向（矢印Ｙ方向）に流動してきた原料及び蒸気は、Ｌ字状の配管３６Ｂの第２の管体２ｎの周壁４０（衝突壁４１）の内壁面に衝突し、その後流動方向を軸線Ｌ２方向（矢印Ｙ方向）から更に９０度屈曲させた軸線Ｌ３方向（矢印Ｘ２方向）に変更させられ、配管２内を流動していく。
【００２８】
したがって、インジェクションヒータ３によって混合されずに残った蒸気と原料とは、第１の流路変更部３４の通過中に、衝突壁４１に一方向（矢印Ｘ１方向）から衝突して激しく混合するとともに、第２の管体２ｎ内に押し出され、この際、原料と蒸気とが入り混じった液状体の流動方向を一方向（矢印Ｘ１方向）からこれに直交する他方向（矢印Ｙ方向）に変えることにより、第１の管体２ｍ内を流動してきた液状体の側方から第２の管体２ｎに向けて（流動断面を変えて）進行し、原料と蒸気とを異なる角度から入り混じらせ、混合による加熱が更に効率的に進行する。
【００２９】
また更に、第１の流路変更部３４の通過後なお混合されずに残った蒸気と原料とは、第２の流路変更部３５の通過中に、Ｌ字状の配管３６Ａの周壁４０と異なる角度でＬ字状の配管３６Ｂの周壁４０に衝突して再度原料と激しく混合するとともに、第２の管体２ｎ内に順次送出される原料および蒸気によって配管２内に押し出され、この際、流動方向が第２の管体２ｎから配管２に変わることによって原料と更に入り混じり、混合による加熱が効率的に進行する。
【００３０】
このように、加熱混合部３２では、蒸気と原料とが直線的な流動と、第１の流路変更部３４又は第２の流路変更部３５における衝突と、流動方向の変更とを繰り返すとともに、第１の流路変更部３４と第２の流路変更部３５とよって異なる方向から衝突させられることにより、蒸気と原料との混合を完全にすることができ、原料の加熱を早期に完了することができる。
【００３１】
そして、図３に示すように、原料は、位置Ｐ２において殺菌温度制御用温度計４により検温され、加熱された状態を維持しながら終了時点Ｐ２から所定の殺菌時間加熱混合部３２よりも下流側を流動していく。なお、殺菌温度制御用温度計４により検温された結果は、不図示の制御部に送信され、前記制御部によってインジェクションヒータ３に噴射される蒸気の量が調整され、所定の殺菌温度まで加熱される。そして、図１に示すように、殺菌部３３を所定温度、所定時間で通過した時点で再度原料をダイバート用測温抵抗体５によって検温し、原料が確実に加熱殺菌されたことを確認して、減圧されるとともに冷却され、原料の殺菌作業を終了し、原料を所定の容器に封入する。
【００３２】
以上のように、加熱殺菌装置１によれば、加熱混合部３２において第１の流路変更部３４が設けられ、一方向に流動してきた原料を衝突壁４１に衝突させて蒸気と効率的に混合するため、原料の昇温を速やかに行うことができる。また、衝突壁４１への衝突に加え、加熱混合部３２は、流動方向を一方向から他方向に屈曲させることで蒸気と原料との流動方向に対する断面を変更し、蒸気の原料への混合を促進させている。
【００３３】
そして、第１の流路変更部３４を設けることによって相当程度蒸気の原料への混合を進行させるが、更に第２の流路変更部３５を設けることによって、原料と蒸気とを含んだ液状体を第１の流路変更部３４と異なる方向から衝突させるとともに、更に流路を変更させることで、蒸気と原料との混合を略完全にすることができる。
したがって、加熱混合部３２の設定長さを可及的に短縮することができ、殺菌が開始されるまでに原料の成分が熱ダメージを受けることを低減することができるという効果が得られる。
【００３４】
また、配管２に第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５を設けるだけのシンプルな構成であり、配管２内に駆動機構等の別部材を設けるものではないため、第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５を含む配管２のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、駆動装置を設ける場合のように設備コストが嵩むのを回避することができるという効果が得られる。
【００３５】
なお、第１の流路変更部３４の中心に位置する軸線Ｌ１と配管２の中心に位置する軸線Ｌ３との距離Ｓは、１０ｃｍ〜２５ｃｍの範囲に設定されていることが好ましい。前記距離Ｓを上記の範囲に設定することにより、第１の流路変更部３４を通過した後に第２の流路変更部３５の衝突壁４１に向かって流動する原料等の流速を保って蒸気と原料とを衝突壁４１に衝突させ、これらを効率的に混合することができるとともに、加熱混合部３２を短縮することができる。
【００３６】
また、第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５は、配管２を略９０度で交叉させて形成されているが、折曲する角度を６０度から１０５度の範囲で設定したものであってもよい。前記折曲する角度を上記の範囲に設定することにより、原料及び蒸気の流動方向に対向させる衝突壁４１の内壁面を、原料及び蒸気を確実に衝突させ混合することができるように設定できるとともに、上記範囲で原料及び蒸気の流動方向が屈曲されることにより、蒸気と原料との流動断面を変更し、蒸気の原料への混合の促進を図ることができる。
【００３７】
また、流路変更部は２箇所に設けられていることに限定されるものではなく、１箇所又は互いに離間する３箇所以上に設けられていてもよい。
【００３８】
また、第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５は、水平方向に向けられた管体２ｍと鉛直方向に向けられた管体２ｎとによって形成されているが、上記範囲の折曲角度で折曲されるのであれば、一平面上で折曲していてもよい。
【００３９】
また、Ｌ状配管３６は、図４に示すように、原料の一方向（Ｘ１方向）への流動を阻み、この原料を衝突させる衝突壁４１を有する限り、曲率半径が可及的に小さく形成されたエルボ５０を用いて直線状に形成された２つの配管５１，５２同士を接続して形成されたものであってもよい。
【００４０】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。変形例の説明において、上述した加熱殺菌装置１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、変形例の加熱殺菌装置１の第１の流路変更部５５及び第２の流路変更部５６は、流路を一方向に向けて形成されるとともに下流側端部５７ｂが閉塞された第１の管体５７と第１の管体５７の延在方向中間部において、流路が他方向に向けて分岐された第２の管体５８とにより形成されており、前記中間部を超えて形成された第１の管体５７の延長部は、原料及び蒸気の滞留部５９を形成している点で、前述した実施態様の第１の流路変更部３４及び第２の流路変更部３５と異なっている。
【００４１】
第１の流路変更部５５及び第２の流路変更部５６は、どのように形成されてもよいが、本変形例においてはチーズ管（Ｔ字管ともいう）６０を用いて形成されている。
第１の流路変更部５５を形成するチーズ管６０は、一方向に延びる第１の管体５７の一端側５７ａが開口してインジェクションヒータ３の噴出口１４に接続されており、他端５７ｂが平板状の壁部６１により閉塞されている。そして第２の管体５８の開口した端部６２が、第２の流路変更部５６を形成するチーズ管６０の開口した端部５７ａに接続されている。
【００４２】
第２の流路変更部５６を形成するチーズ管６０は、端部５７ａの反対側の端部５７ｂが平板状の壁部６１により閉塞され、第２の管体５８の開口した端部６２が配管２に接続されている。
この構成において、チーズ管６０の端部５７ｂを閉塞する壁部６１は、衝突壁４１を構成し、第２の管体５８よりも衝突壁４１側に形成された空間は、原料及び蒸気が一時滞留して混合する滞留部５９を構成している。
【００４３】
そして、原料及び蒸気が噴出口１４から噴出した際には、原料及び蒸気は、第１の流路変更部５５を形成するチーズ管６０の第１の管体５７を直線状に勢い良く流動し、壁部６１に衝突する。そして、原料と蒸気とが滞留部５９において激しく混合し、順次吹き込まれる原料及び蒸気により更に混合されるとともに、流路を反転させて第２の管体５８に向かって流動する。更に、原料及び混合されずに残った蒸気は、第２の流路変更部５６を形成するチーズ管６０に流動し、再び壁部６１に衝突して滞留部５９において激しく混合し、第２の管体５８に向かう。その後、原料及び僅かに残った蒸気は、第２の管体５８から配管２に向かって所定距離流動する間に、略完全に混合されて原料の加熱を完了する。
【００４４】
その後、加熱された原料は、図１に示す殺菌部３３において所定時間殺菌され、減圧及び冷却されて不図示の所定の容器に封入される。
【００４５】
このように、加熱殺菌装置１の変形例によれば、チーズ管６０内を一方向に流動させた原料及び蒸気を衝突壁４１に衝突させるとともに、衝突によって跳ね返った原料及び蒸気を、滞留部５９に向かって順次一方向に流動されてくる原料及び蒸気によって更に激しく混合させた上で、第２の管体５８に流動させ、原料及び蒸気を異なる方向から２回に分けて衝突させることができる。
したがって、原料及び蒸気の混合がより確実かつ効率的に行われ、原料の加熱を促進することができるため、加熱混合部３２の設定を可及的に短く設定する、すなわち、殺菌開始のタイミングを早く設定することができ、殺菌開始前における原料の熱によるダメージを低減することができるという効果が得られる。
なお、本発明における流路変更部は、すべて加熱混合部３２に設置することが好ましい。すなわち、噴出口１４に接続された始端Ｐ１よりも下流側、かつ加熱混合部３２の終了時点Ｐ２よりも上流側に流路変更部を設置することが好ましい。例えば、加熱混合部の長さが８００ｍｍ〜８５０ｍｍである場合には、始端Ｐ１から８５０ｍｍ下流の位置までの範囲、好ましくは始端Ｐ１から８００ｍｍ下流の位置までの範囲に流路変更部を設けると望ましいことになる。
【符号の説明】
【００４６】
１  加熱殺菌装置
２  配管（管体）
２ｍ  第１の管体
２ｎ  第２の管体
１０  蒸気用配管（蒸気吹込み口）
３２  加熱混合部
３４  第１の流路変更部（流路変更部）
３５  第２の流路変更部（流路変更部）  
３８ａ  平板（衝突壁）
４０  周壁（衝突壁）
４１  衝突壁
６１  壁部（衝突壁）
５５  第１の流路変更部（流路変更部）
５６  第２の流路変更部（流路変更部）  
５７  第１の管体
５８  第２の管体
５９  滞留部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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